JP5045411B2

JP5045411B2 - 転がり軸受

Info

Publication number: JP5045411B2
Application number: JP2007319683A
Authority: JP
Inventors: 順司村田; 和芳山川; 直樹谷
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2007-12-11
Filing date: 2007-12-11
Publication date: 2012-10-10
Anticipated expiration: 2027-12-11
Also published as: JP2009144745A

Description

本発明は、転がり軸受、さらに詳しくは、潤滑油により潤滑される転がり軸受に関する。

従来、内輪と、外輪と、これらの間に配置された転動体としての玉と、この玉を保持する保持器とを有するアンギュラ玉軸受として、外輪内周の一方の肩部と保持器の外周との摺接により保持器の回転が案内される、いわゆる外輪案内タイプのものが提供されている（特許文献１参照）。
一方、必要に応じて必要量の潤滑油を供給するため、転がり軸受の内部に潤滑油を吐出するためのポンプと当該潤滑油を入れるタンクとを有する給油ユニットを備え、この給油ユニットから軸受内部に潤滑油を微量ずつ間欠的に供給する転がり軸受装置が提案されている（特許文献２参照）。

特開２００４−３４７００１号公報特開２００４−１０８３８８号公報

特許文献１に記載されたアンギュラ玉軸受では、予め塗布する潤滑油の量が少ないと、保持器の外周面やポケットに潤滑不良による焼付きが生じる一方で、潤滑油の量が過剰であると、余剰の潤滑油が軸受外部に流出することで潤滑油に無駄が生じる等の問題が生じていた。また、特許文献２に記載された転がり軸受装置において、その転がり軸受として外輪案内タイプのアンギュラ玉軸受を用いる場合にも、前記と同様な問題が生じるおそれがあった。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、潤滑油の量が少なくても、保持器に焼付きが発生するのを防止することができ、ひいては潤滑油の無駄が生じるのを防止することができる転がり軸受を提供することを目的としている。

本発明の転がり軸受は、外周に内輪軌道面を有する内輪と、内周に外輪軌道面を有し、この外輪軌道面の軸方向一方側又は両側の内周面が保持器用の案内面として構成された外輪と、前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間を転動する複数の転動体と、軸方向に対向する一対の円環部と、両円環部の間に軸方向に延びかつ周方向等間隔に配列されて当該両円環部を連結する複数の柱部と、隣接する柱部間に形成されて前記転動体を保持する複数のポケットとを有し、前記外輪の案内面に対向する円環部の外周面を含む外周面からなる被案内面が前記外輪の案内面に摺接することにより回転が案内される保持器と、を備え、潤滑油が前記保持器と前記内輪との間の径方向隙間に供給される転がり軸受において、前記保持器の被案内面を構成した円環部の内周面には、当該内周面に供給された潤滑油を、保持器の回転に伴う遠心力によって当該内周面の各ポケットの周方向中心に対応する部分に向かって流動させる断面山形の複数の傾斜面が、全周に亘って連続的に形成され、かつ隣り合う柱部のそれぞれの周方向中心線を基点として当該隣り合う柱部間のポケットの周方向中心に対応する部分に向かって径方向外方に傾斜していることを特徴としている。

この転がり軸受では、保持器の前記円環部の内周面に形成された断面山形の傾斜面により、当該円環部の内周面に供給された潤滑油を、保持器の回転に伴う遠心力によって当該内周面の各ポケットの周方向中心に対応する部分に向かって流動させることができ、この流動させた潤滑油をポケット内に導いて、外輪の案内面と保持器の被案内面との間に効果的に供給することができる。この結果、潤滑油の供給量が少なくても、保持器に焼付きが発生するのを防止することができる。

前記転がり軸受において、各柱部の内周面に、当該内周面に供給された潤滑油を保持器の回転に伴う遠心力によって各ポケットに向かって流動させる断面山形の傾斜面が形成されていることが好ましい。
この場合、柱部の内周面にも断面山形の傾斜面が形成されているので、当該柱部の内周面に供給された潤滑油を保持器の回転に伴う遠心力によって各ポケットに向かって流動させることができる。これにより、より多くの潤滑油をポケット内に導くことができるので、当該潤滑油を外輪の案内面と保持器の被案内面との間にさらに効果的に供給することができる。この結果、より少ない潤滑油で、保持器に焼付きが発生するのを防止することができる。

前記転がり軸受において、各傾斜面が、前記保持器の軸方向中心に向かってさらに傾斜していることが好ましい。この場合、潤滑油が保持器の軸方向中心に向かって流動するので、潤滑油をより効率的にポケット内に導くことができる。この結果、さらに少ない潤滑油で、保持器に焼付きが発生するのを防止することができる。

本発明の転がり軸受によれば、保持器の円環部の内周面に形成された断面山形の傾斜面によって、当該円環部の内周面に供給された潤滑油をポケット内に導いて、外輪の案内面と保持器の被案内面との間に効果的に供給することができるので、潤滑油の量が少なくても、保持器に焼付きが発生するのを防止することができ、ひいては潤滑油の無駄が生じるのを防止することができる。

以下、本発明の実施形態を、添付した図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る転がり軸受の概略断面図である。図１における転がり軸受１は、内輪２と、外輪３と、これらの間に配置された転動体としての玉４と、この玉４を保持する保持器５とで構成されるアンギュラ玉軸受である。

内輪２は環状に形成されており、その外周に周方向全周に亘って形成された溝状の内輪軌道面２ａを有している。
外輪３も環状に形成されており、その内周に周方向全周に亘って形成された溝状の外輪軌道面３ａを有している。また、この外輪軌道面３ａの軸方向一方側には、外輪軌道面３ａの軸方向他方側より径方向内方に突出する肩部３ｂが形成されており、その内周面が後述する保持器５用の案内面３ｃとして構成されている。外輪３は、内輪２と同心に配置されている。

保持器５は、例えば、フェノール樹脂等の合成樹脂からなり、軸方向に対向する一対の円環部５ａと、両円環部５ａの間に軸方向に延びかつ周方向等間隔に配列されて当該両円環部５ａを連結する複数の柱部５ｂと、隣接する柱部５ｂ間に形成されて玉４を保持する複数のポケット５ｃとを有している。

この保持器５は、内輪２の外周面と外輪３の内周面との間に、内輪２及び外輪３と略同心に配置されており、外輪３の案内面３ｃに対向する円環部５ａの外周面を含む保持器５の外周面で構成される被案内面５ｄが、外輪３の案内面３ｃに摺接することにより保持器５の回転が案内される。
そして、玉４は保持器５の各ポケット５ｃに収容されることにより周方向において所定間隔に保持されて、内輪軌道面２ａと外輪軌道面３ａとの間を転動する。
なお、前記一対の円環部５ａ及びポケット５ｃは、保持器５の軸方向中心線Ｓ１を挟んで線対称になるように設けられている。

図２は、前記保持器５の要部を示す側面図であり、図３は、保持器５の内周面５ｅを示す図２におけるＺ矢視図である。また、図４（ａ）は図３におけるＡ−Ａ断面図であり、図４（ｂ）は同じくＢ−Ｂ断面図であり、図４（ｃ）は同じくＣ−Ｃ断面図である。
図２及び図３に示すように、前記保持器５の一対の円環部５ａのそれぞれの内周面には、断面山形の第一傾斜面５ｅ１が形成されており、各柱部５ｂの内周面には、前記第一傾斜面５ｅ１に連続させて断面山形の第二傾斜面５ｅ２が形成されている。

前記第一傾斜面５ｅ１及び第二傾斜面５ｅ２は、図３に示すように、保持器５の軸方向中心線Ｓ１を挟んで線対称になるように形成されている。
図２及び図３を参照して、前記第一傾斜面５ｅ１は、隣り合う柱部５ｂのそれぞれの周方向中心線Ｓ２の相互間に設けられており、当該二つの周方向中心線Ｓ２部分を基点として、ポケット５ｃの周方向中心に対応する部分に向かって、つまり、ポケット５ｃの周方向中心を通る軸方向線Ｓ３に向かって径方向外方に傾斜している。この断面山形の第一傾斜面５ｅ１は、保持器５の円環部５ａの周方向に沿って連続した状態で、複数個のポケット５ｃ毎に設けられている。

また、前記第一傾斜面５ｅ１は、円環部５ａの外側面５ａ１側から軸方向中心線Ｓ１に向かって径方向外方へ傾斜している（図４（ａ）（ｂ）参照）。従って、前記第一傾斜面５ｅ１は、保持器５の円環部５ａの内周面５ｅに供給された潤滑油を、前記保持器５の回転に伴う遠心力によって、保持器５の軸方向中心線Ｓ１側に移動させながら前記ポケット５ｃの周方向中心を通る軸方向線Ｓ３に向かって流動させることができる。このため、当該潤滑油をポケット５ｃに効率よく供給することができる。

前記第二傾斜面５ｅ２は、各柱部５ｂのそれぞれの周方向中心線Ｓ２を稜線Ｒとして、隣接された二つのポケット５ｃのそれぞれに向かって径方向外方へ傾斜している（図４（ｃ）参照）。この第二傾斜面５ｅ２は、第一傾斜面５ｅ１との境界部から保持器５の軸方向中心線Ｓ１に向かって径方向外方へさらに傾斜している（図４（ａ）（ｂ）参照）。
従って、前記第二傾斜面５ｅ２は、柱部５ｂの内周面に供給された潤滑油を、ポケット５ｃに流動させることができる。
また、前記第一傾斜面５ｅ１と第二傾斜面５ｅ２とは、保持器５の軸方向中心線Ｓ１を挟んだ両側部分において、一つの連続した傾斜面を形成している。

転がり軸受１は、給油ユニットＫによって軸受内部に微量の潤滑油が供給されることにより潤滑される。ここで、「微量の」潤滑油とは、一度に供給される潤滑油の量が、ナノリットル（ｎＬ）オーダーであることを意味している。
図５は、図１における転がり軸受１の側面図であって、給油ユニットＫを説明するためのものである。

給油ユニットＫは、例えば、潤滑油を貯留するタンク６、このタンク６内の潤滑油を吸引して吐出するポンプ７、このポンプ７の吐出口に設けられて潤滑油を吐出する潤滑油吐出ノズル８、及びポンプ７を駆動する駆動部（図示せず）を備えている。
この実施形態では、図１及び図５に示すように、タンク６及びポンプ７が転がり軸受１に内蔵されている。

すなわち、内輪２及び外輪３には、玉４を保持するための部分に加えて、給油ユニット設置用延長部２ｂ，３ｄが形成されており、ポンプ７は、外輪３の給油ユニット設置用延長部３ｄの内周面に着脱可能に取り付けられている。また、タンク６は、軸方向から見て円弧状とされて、ポンプ７と周方向に隣り合うように外輪３の給油ユニット設置用延長部３ｄの内周面に着脱可能に取り付けられており、導管９によってポンプ７と接続されている。

ポンプ７は、圧電素子によって被駆動部であるダイアフラムを往復させることにより、ポンプ７室内にタンク６内の潤滑油を吸引して潤滑油吐出ノズル８から吐出させるダイアフラムポンプとされている。
潤滑油吐出ノズル８は、保持器５の内周面５ｄと内輪２との間に配置され、保持器５と内輪２とが対向する軸方向範囲のいずれかの位置で開口しており、タンク６内の潤滑油を微量ずつ保持器５と内輪２との径方向間隔に供給する。潤滑油吐出ノズル８が前記の位置で開口していることにより、転がり軸受１の回転によって生じる風の流れ（エアカーテン）に起因して潤滑油の供給が阻害されるのを防ぎ、潤滑油の油滴を確実に保持器５、内輪２又は玉４のいずれかに付着させることができる。

駆動部には、電源電池（又は発電機）又は外部電源の変圧回路、ポンプ制御回路等が設けられており、この駆動部からの電圧信号によって、ポンプ７が駆動され、ポンプ７がタンク６から潤滑油を吸引することによって、潤滑油吐出ノズル８から、保持器５と内輪２との径方向間隔に潤滑油が吐出される。
これにより、玉４と内外輪軌道面２ａ，３ａとが接触する転動部と、保持器５の被案内面５ｄと外輪３の案内面３ｃとが接触する案内部と、玉４とポケット５ａとの間とが潤滑される。

潤滑油における基油の種類としては、エステル系、エーテル系、フッ素系、シリコーン系、合成炭化水素系のいずれを用いてもかまわない。潤滑油として、例えば、フッ化ポリマー油、フッ化ポリエーテル油、アルキルジフェニルエーテル油、ポリフェニルエーテル油、ポリオールエステル油、ポリアルファオレフィン油等が挙げられ、これらはそれぞれ単独で又は２種以上を混合して用いることができる。

以上の構成の転がり軸受１によれば、潤滑油吐出ノズル８から保持器５の内周面５ｅに供給された潤滑油を、保持器５の内周面５ｅに形成された第一傾斜面５ｅ１及び第二傾斜面５ｅ２により、保持器５の回転に伴う遠心力によって、各ポケット５ｃに向かって流動させることができるので（図２の矢印Ｘ参照）、当該潤滑油を効率よくポケット５ｃ内に導くことができ、この導いた潤滑油を、外輪３の案内面３ｃと保持器５の被案内面５ｄとの間に効果的に供給することができる。よって、潤滑油の量が少なくても、保持器５に焼付きが発生するのを防止することが可能になる。そして、供給される潤滑油の量が少ないことで、転がり軸受１のトルク変動が低減されるとともに、軸受外部への潤滑油漏れが防止できる。これらの結果、潤滑油が少なくても保持器５に焼付きが生じるのを防ぐことが可能になり、ひいては潤滑油の無駄が生じるのを防止することができる。

このように、転がり軸受１においては、潤滑油の量が少なくても、軸受内部の潤滑が可能であるので、給油ユニットＫのタンク６へ潤滑油を供給するインターバルを長くすることができ、これにより転がり軸受１のメンテナンスの回数を少なくすることができる。

なお、本発明は前述の実施形態に限らず、本発明の範囲内で適宜変更が可能である。例えば、前記実施形態では、保持器５の内周面５ｅの軸方向中心線Ｓ１を挟んだ両側に第一傾斜面５ｅ１及び第二傾斜面５ｅ２を形成しているが、前記実施形態に係る転がり軸受１においては、保持器５が外輪３の一方の肩部３ｂでのみ案内されるので、第一傾斜面５ｅ１及び第二傾斜面５ｅ２は、当該案内側のみに形成してもよい。

また、前記実施形態では、第一傾斜面５ｅ１が、円環部５ａの外側面５ａ１側から軸方向中心線Ｓ１に向かって径方向外方へ傾斜しているが、この第一傾斜面５ｅ１は、保持器５の周方向にのみ傾斜するものであってもよい。この場合には、保持器５の円環部５ａの内周面５ｅに供給された潤滑油が、前記保持器５の回転に伴う遠心力によって、円環部５ａの周方向に向かって、つまり前記ポケット５ｃの周方向中心を通る軸方向線Ｓ３に向かって流動し、この流動した潤滑油が、前記円環部５ａの外側側面５ａ１とポケット５ｃの双方を伝って、外輪３の案内面３ｃと保持器５の被案内面５ｄとの間に効果的に供給されることになる。
また、保持器５の第二傾斜面５ｅ２は必要に応じて構成されるものである。

さらに、給油ユニットＫは、軸受内部に微量の潤滑油を供給するものであればよく、前記実施形態の構成に限定されるものではない。例えば、微量の潤滑油を供給可能であれば、オイルミスト潤滑装置やオイルエア潤滑装置、オイルジェット潤滑装置であってもよい。
なお、転がり軸受１は、給油ユニットＫによって潤滑される場合に限られず、他の潤滑方式、例えばグリースにより潤滑することも可能である。

本発明の実施形態に係る転がり軸受を示す概略断面図である。図１の転がり軸受の保持器の要部を示す側面図である。保持器の内周面を示す図２におけるＺ矢視図である。（ａ）は図３のＡ−Ａ断面図であり、（ｂ）は同じくＢ−Ｂ断面図であり、（ｃ）は同じくＣ−Ｃ断面図である。図１の転がり軸受の側面図である。給油ユニットの他の取り付け位置を示す概略断面図である。

符号の説明

１転がり軸受
２内輪
３外輪
３ｃ案内面
４転動体（玉）
５保持器
５ａ円環部
５ｂ柱部
５ｃポケット
５ｄ被案内面
５ｅ内周面
５ｅ１第一傾斜面
５ｅ２第二傾斜面
６タンク
７ポンプ
８潤滑油吐出ノズル
９導管
Ｓ１保持器の軸方向中心線
Ｋ給油ユニット

Claims

外周に内輪軌道面を有する内輪と、
内周に外輪軌道面を有し、この外輪軌道面の軸方向一方側又は両側の内周面が保持器用の案内面として構成された外輪と、
前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間を転動する複数の転動体と、
軸方向に対向する一対の円環部と、両円環部の間に軸方向に延びかつ周方向等間隔に配列されて当該両円環部を連結する複数の柱部と、隣接する柱部間に形成されて前記転動体を保持する複数のポケットとを有し、前記外輪の案内面に対向する円環部の外周面を含む外周面からなる被案内面が前記外輪の案内面に摺接することにより回転が案内される保持器と、を備え、
潤滑油が前記保持器と前記内輪との間の径方向隙間に供給される転がり軸受において、
前記保持器の被案内面を構成した円環部の内周面には、当該内周面に供給された潤滑油を、保持器の回転に伴う遠心力によって当該内周面の各ポケットの周方向中心に対応する部分に向かって流動させる断面山形の複数の傾斜面が、全周に亘って連続的に形成され、かつ隣り合う柱部のそれぞれの周方向中心線を基点として当該隣り合う柱部間のポケットの周方向中心に対応する部分に向かって径方向外方に傾斜していることを特徴とする転がり軸受。
各柱部の内周面に、当該内周面に供給された潤滑油を保持器の回転に伴う遠心力によって各ポケットに向かって流動させる断面山形の傾斜面が形成されている請求項１に記載の転がり軸受。
各傾斜面が、前記保持器の軸方向中心側に向かってさらに傾斜している請求項１又は２に記載の転がり軸受。